Et innebygd system er en kontroller som styrer mange andre elektroniske enheter. Det er en kombinasjon av innebygd maskinvare og programvare. Det er to typer innebygde systemer mikroprosessorer og mikrokontroller . Mikroprosessor er basert på von Neumann-modellen / arkitekturen (der program + data ligger på samme minneplassering), det er en viktig del av datasystemet, der eksterne prosessorer og periferiutstyr er grensesnittet til det. Det opptar mer areal og har mer strømforbruk. Anvendelsen av mikroprosessoren er personlige datamaskiner. Denne artikkelen diskuterer trinn involvert i innebygd systemdesign.

Hva er et innebygd systemdesign?

Definisjon: Et system designet med innebygging av maskinvare og programvare sammen for en bestemt funksjon med et større område er innebygd systemdesign. I innebygd systemdesign spiller en mikrokontroller en viktig rolle. Micro-controller er basert på Harvard-arkitektur, den er en viktig komponent i et innebygd system. Ekstern prosessor, internminne og i / o-komponenter er grensesnittet med mikrokontrolleren. Det opptar mindre areal, mindre strømforbruk. Anvendelsen av mikrokontrollere er MP3, vaskemaskiner.

Innebygd design

Typer innebygde systemer

Frittstående Integrert system
Sanntids innebygd system
Nettverksapparater
Mobile enheter

Elements of Embedded Systems

Prosessor
Mikroprosessor
Mikrokontroller
Digital signalprosessor.

Trinn i den innebygde systemdesignprosessen

De forskjellige trinnene iinnebygd systemdesign flyt / flytdiagramInkluder følgende.

Innebygd design - prosess - trinn

Abstraksjon

I dette stadiet blir problemet knyttet til systemet abstrahert.

Maskinvare - Programvarearkitektur

Riktig kunnskap om maskinvare og programvare som skal være kjent før du starter en designprosess.

Ekstra funksjonelle egenskaper

Ekstra funksjoner som skal implementeres, skal forstås fullstendig fra hoveddesignet.

Systemrelatert designfamilie

Når du designer et system, bør du referere til en tidligere systemrelatert designfamilie.

Modulær design

Det må lages separate modulutforminger slik at de kan brukes senere når det er nødvendig.

Kartlegging

Basert på programvarekartlegging gjøres. For eksempel blir dataflyt og programflyt kartlagt til en.

Brukergrensesnittdesign

I design av brukergrensesnitt avhenger det av brukerkrav, miljøanalyse og funksjon av systemet. For eksempel på en mobiltelefon hvis vi ønsker å redusere strømforbruket til mobiltelefoner tar vi vare på andre parametere, slik at strømforbruket kan reduseres.

Raffinement

Hver komponent og modul må raffineres på riktig måte slik at programvareteamet kan forstå.

Arkitektonisk beskrivelsesspråk brukes til å beskrive programvaredesignet.

“låst d -lås ved hjelp av nand -porter ”

Kontrollhierarki
Inndeling av struktur
Datastruktur og hierarki
Programvareprosedyre.

Embedded System Design Programvareutviklingsprosessaktiviteter

Det er forskjellige designmålinger som kreves for å designe ethvert system for å fungere skikkelig

Design Metrics / Design Parameters of an Embedded System	Funksjon
Kraftspredning	Alltid holdt lavt
Opptreden	Bør være høyt
Behandle frister	Prosessen / oppgaven skal fullføres innen en angitt tid.
Produksjonskostnadene	Bør vedlikeholdes.
Ingeniørkostnad	Det er kostnaden for redigering-test-feilsøking av maskinvare og programvare.
Størrelse	Størrelse er definert i form av minne RAM / ROM / Flash Memory / Physical Memory.
Prototype	Det er den totale tiden det tar å utvikle et system og teste det.
Sikkerhet	Systemsikkerhet bør tas som telefonlåsing, brukersikkerhet, som å bryte motorens sikkerhetstiltak, må tas
Vedlikehold	Riktig vedlikehold av systemet må tas for å unngå systemfeil.
På tide å markedsføre	Det er tiden det tar for produktet / systemet som er utviklet å lanseres i markedet.

Integrerte programvareutviklingsprosessaktiviteter

Innebygd programvareutvikling inkluderer hovedsakelig følgende.

Spesifikasjoner

Korrekte spesifikasjoner skal gjøres slik at kunden som bruker produktet kan gå gjennom spesifikasjonene til produktet og bruke det uten forvirring. Designere fokuserer hovedsakelig på spesifikasjoner som maskinvare, designbegrensninger, livssyklusperiode, resulterende systematferd.

Arkitektur

Arkitekturlag for maskinvare og programvare er spesifisert.

Komponenter

I dette laget er komponentdesign gjort. Komponenter som en prosessprosessor, minner - RAM / ROM, eksterne enheter, busser ... osv.

System integrasjon

I dette laget er alle komponentene integrert i systemet og testet om det møter designere, forventninger.

Utfordringer i innebygd systemdesign

Mens de designer et innebygd system, står designere overfor mange utfordringer som følger,

Miljøtilpasningsevne
Strømforbruk
Område okkupert
Emballasje og integrering
Oppdatering i maskinvare og programvare
Sikkerhet
Det er ulike utfordringer designerne står overfor mens de tester designet som innebygd maskinvare testing , Verifiseringsfase, Validering Vedlikehold.

Innebygde eksempler på systemdesign

Automatisk sjokoladeautomat (ACVM)
Digitalkamera
Smart kort
Mobiltelefon
Mobil datamaskin..osv.

Automatisk sjokoladeautomat (ACVM)

Designfunksjonen til ACVM er å gi sjokolade til barnet når barnet setter inn en mynt i ACVM.

Design trinn

Designtrinnene inkluderer hovedsakelig følgende.

Krav
Spesifikasjoner
Maskinvare og programvare fungerer.

Krav

Når et barn setter inn en mynt i maskinen og velger den sjokoladen han vil kjøpe.

Innganger

Mynter, brukervalg.
En avbrudd genereres ved hver port hver gang en mynt settes inn.
Det sendes et eget varsel til hver havn.

Utganger

Sjokolade
Refusjon
En melding vises på LCD som dato, tid, velkomstmelding.

Systemfunksjon

Ved hjelp av et grafisk brukergrensesnitt kommanderer barnet til systemet hvilken sjokolade barnet vil kjøpe.
Der det grafiske brukergrensesnittet har et LCD, tastatur, berøringsskjerm.
Maskinen leverer sjokoladen når barnet setter inn mynten hvis myntene som er satt inn overstiger den faktiske kostnaden for valgt sjokolade. ACVM-maskinen refunderer pengene tilbake.
Ved hjelp av en universell synkron buss kan eieren av ACVM holde oversikt over klientplasseringen.

Design beregninger

Kraftspredning

Designet skal lages i henhold til skjermstørrelse og mekaniske komponenter.

“intern struktur av op amp ”

Prosessfrist

Timmer må være innstilt, slik at når barnet setter inn mynten, må ACVM svare innen få sekunder med å levere sjokolade og tilbakebetale hvis det er for mye.
For eksempel, hvis responstiden er 10 sekunder, bør ACVM levere sjokoladen og tilbakebetale pengene hvis det er for mye innen 10 sekunder så snart barnet setter inn mynten og legger inn en forespørsel om sjokolade.

Spesifikasjoner

Fra ACVM-systemet nedenfor, når barnet setter inn mynten. Myntene blir segregerte i henhold til portene som presenteres, Port1, Port2, Port5. Ved mottak av mynt genereres et avbrudd av porten, dette avbruddet sendes for å lese beløpsverdien og øke.

automatisk - sjokolade - salgsautomat - maskin

En LCD-skjerm her viser meldingene som kostnad, tid, velkomst..etc. Det er en portlevering der sjokoladene blir samlet inn.

Maskinvare

ACVM-maskinvarearkitektur har følgende maskinvarespesifikasjoner

Microcontroller 8051
64 KB RAM og 8 MB ROM
64 KB Flash-minne
Tastatur
Mechanical coin sorter
Sjokoladekanal
Myntkanal
Trådløst USB-modem
Strømforsyning

Programvare for ACVM

Mange programmer må skrives slik at de kan omprogrammeres når det kreves i RAM / ROM som,

maskinvare - arkitektur - blokk - diagram - av - acvm

hardware-architecture-block-diagram-of-active

Økning i sjokoladepris
Oppdaterer meldinger som skal vises i LCD
Endring i maskinens funksjoner.

Et innebygd system er en kombinasjon av maskinvare + programvare for å utføre en bestemt funksjon. Det er av to typer mikroprosessorer og mikrokontrollere. Mens du designer et innebygd system, må du ta hensyn til visse begrensninger og spesifikasjoner for design, slik at utvikleren kan oppfylle kundens forventninger og levere i tide. En applikasjon av Embedded system design ACVM forklart i dette innholdet. Her er et spørsmål hva som er årsaken til miljømessige begrensninger mens du designer et innebygd system?